Возможен ли «перпетуум мобиле»?
А можно ли изобрести такой источник энергии, такой двигатель, который действовал бы «вечно» и вовсе не имел никаких недостатков? Не загрязнял окружающую среду, не нарушал тепловой баланс планеты, вообще не производил бы ничего, кроме «чистой» энергии. Иными словами, представлял бы собой этакое идеальное устройство, избавляющее нас от всех энергетических проблем.
Сотни лет насчитывает история создания подобной установки и название у нее соответствующее — перпетуум мобиле, «вечный двигатель». Кто только не брался за его разработку! Среди энтузиастов были и великие ученые, и выдающиеся инженеры, и ловкие шарлатаны. Уж очень заманчива идея изобрести такой мотор. Иногда казалось, вот оно, решение, но потом выяснялось, что либо совершена какая-то ошибка в расчетах, либо демонстрируемое устройство имеет хитро скрытый обычный источник энергии.
Эта навязчивая идея, до конца не осуществленная никем, в конце концов так всем надоела, что еще более 200 лет назад Парижская академия наук раз и навсегда отказалась рассматривать любые проекты «вечных двигателей». А задолго до этого решения изучавший проблему их изготовления великий Леонардо да Винчи говорил: «О, исследователи вечного движения, сколько суетных планов создали вы при подобных исканиях. Станьте лучше алхимиками!»
Интересно, что творческое воображение писателей-фантастов, которое никогда не сдерживалось рамками реальности, словно бы обходило эту щекотливую тему. Какой только немыслимо сложной, хитроумной и безотказной техники нет на страницах их романов! Однако вечному движению, даровому способу получения энергии места там не нашлось.
Почему же этот двигатель невозможен? Только к середине прошлого века был ясно сформулирован закон сохранения энергии. Ее невозможно получить из ничего. Вспомните наш разговор в самом начале этой главы. Энергию можно лишь преобразовать из одного вида в другой, при этом никогда ее «преображение» не будет полным, неминуемы потери. Они происходят из-за трения друг о друга движущихся частей механизмов, из-за нагрева корпусов и деталей машин.
Поэтому главная задача всех, кто создает новые двигатели и источники энергии, заключена в том, чтобы эти потери сделать минимальными. И когда мы говорим, что коэффициент полезного действия какого-либо устройства, скажем, 60 процентов, то это значит, что остальные сорок «вылетели в трубу», иначе говоря, потеряны для нас.
Есть ли способы дальнейшего уменьшения этих потерь?
Стоя под солнечными лучами, мы непосредственно ощущаем, сколько они несут с собой энергии. Но запасать ее так, как это делают растения, мы пока не можем. Однако проектов, изобретений и идей в этой области немало. Вот, например, полупроводниковые батареи, которые позволяют энергию солнечного излучения преобразовывать непосредственно в электричество. Эти источники питания устанавливают на панелях солнечных батарей…
Археологи установили, что самый древний накопитель энергии — маховик — был изготовлен пять с половиной тысяч лет назад. Это был гончарный круг из обожженной глины, довольно долго вращавшийся после раскрутки, постепенно расходуя запасенную энергию. Проведенные в Арктике исследования привели недавно к выводу, что белая шерсть северных животных, особенно медведей, обладает свойством улавливать до 95 процентов…
И в этот час печальная природа Лежит вокруг, вздыхая тяжело, И не мила ей дикая свобода. Где от добра не отделимо зло. И снится ей блестящий вал турбины, И мерный звук разумного труда, И пенье труб, и зарево плотины, И налитые током провода. Н. Заболоцкий Ну, не давала человеку покоя безмятежная природа! Не терпелось ему…
Не один раз ученым-археологам приходилось ломать голову при раскопках стоянок древних людей. Например, находили палочку с обожженным концом. Одни говорят — это пытались в костре заострить копье или стрелу, другие утверждают — так получали огонь. Сходятся спорщики на том, что человек стал самостоятельно добывать огонь около 100 тысяч лет назад. Именно самостоятельно, потому что в…
Проходили тысячелетия, а «запрячь» огонь, заставить его работать человек так и не сумел. Тогда мысли его обратились к движущейся воде. Когда и где завертелось первое водяное колесо? Его запустили, видимо, и в Древней Индии, и на Ближнем Востоке, и в Древнем Риме. Где бы то ни было, а такие колеса издавна стали служить человеку для…
С изобретением паровой машины, а позже и турбины, люди смогли наконец заставить выделяемое при сгорании тепло вращать и двигать различные механизмы. Это были и лопатки турбин, и колеса на транспорте, и валы генераторов тока. Беда в том, что невозможно всю выделяемую при сгорании топлива энергию эффективно использовать — превращать в полезную для нас работу. При…
Вы заметили, что в названии станций, на которых производят энергию, обязательно присутствует слово «электро»? То есть, что бы мы ни подавали «на вход», «на выходе» получается энергия в виде электричества. С тех пор как было обнаружено, что в металлах может протекать электрический ток, а в проволочной рамке, вращающейся в магнитном поле, возникает напряжение, стало ясно,…
Да, именно экология уже диктует, а в скором времени, видимо, полностью будет определять требования к любым источникам энергии. Немудрено, что люди вновь и вновь обращаются к тому, что давно и настойчиво предлагает сама природа. Ведь если запасы ископаемого топлива рано или поздно подойдут к концу, если, сжигая его, мы нарушаем тепловой баланс Земли, то не…
Вы, разумеется, слышали о том, что ток бывает постоянным и переменным. Вот на батарейках и аккумуляторах изображены значки «плюс» и «минус». Это указывает на то, что перед вами источник постоянного тока. Иными словами, если вы подсоедините к нему лампочку или прибор, то по цепочке побегут заряженные частички, образуя электрический ток, причем в одном направлении. А…
Исследования мельчайшего строения вещества привели людей к открытию атомной энергии. Как ни печально, сперва это выдающееся достижение использовали для производства оружия. Но люди нашли способ не только мгновенного, взрывного выделения атомной энергии, но смогли и обуздать ее, то есть заставить ядерные реакции протекать медленнее, так сказать, под контролем. Тогда огромная энергия, скрытая в самых мельчайших…